DE102009031321A1 - Method and system for determining traffic information - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln) sowie ein Verkehrsinformationssystem zur Durchführung des Verfahrens. Das Straßennetz (S) ist wenigstens teilweise durch ein zelluläres Funknetz (F) mit einer Vielzahl an Funkzellen (n-1, n, n+1) abgedeckt. In Fahrzeugen (F) mitgeführte Funkgeräte (G) tauschen Funksignale über einen Funkkanal mit einer der jeweils aktuell von einem Fahrzeug (F) befahrenen Funkzelle (n-1, n, n+1) zugeordneten Funkbasisstation (B, B, B) aus. Aus den Funksignalen eines in einem Fahrzeug (F) mitgeführten Funkgeräts (G) werden Bewegungsdaten dieses Fahrzeugs (F) gewonnen. Aus gewonnenen Bewegungsdaten einer Vielzahl an Fahrzeugen (F) werden die Verkehrsinformationen ermittelt. Erfindungsgemäß wird eine Stichprobenflotte von Fahrzeugen (F) gebildet, in welchen ein Funkmodul (10) mitgeführt wird, das Funksignale von einem ebenfalls im Fahrzeug (F) mitgeführten Funkgerät (G) empfängt. Der vom Funkgerät (G) benutzte Funkkanal wird durch das Funkmodul (10) überwacht, wodurch ein Wechsel der vom Fahrzeug (F) befahrenen Funkzelle (n-1, n, n+1) erkannt wird. Als Bewegungsdaten (H, H) eines Fahrzeugs (F) werden dessen vollzogene Funkzellenwechsel erhoben. Hierdurch kann ein bestehendes zelluläres Funknetz zu Verkehrsinformationszwecken genutzt werden, ohne in die Infrastruktureinrichtungen des Funknetzes einzugreifen.The invention relates to a method for determining) as well as a traffic information system for carrying out the method. The road network (S) is at least partially covered by a cellular radio network (F) with a plurality of radio cells (n-1, n, n + 1). Radio devices (G) carried in vehicles (F) exchange radio signals via a radio channel with one of the radio base stations (B, B, B) currently being used by a vehicle (F). Movement data of this vehicle (F) are obtained from the radio signals of a radio (G) carried in a vehicle (F). From acquired motion data of a plurality of vehicles (F), the traffic information is determined. According to the invention, a sample fleet of vehicles (F) is formed, in which a radio module (10) is carried, which receives radio signals from a radio device (G) also carried in the vehicle (F). The radio channel used by the radio (G) is monitored by the radio module (10), whereby a change of the radio cell (n-1, n, n + 1) traveled by the vehicle (F) is detected. As movement data (H, H) of a vehicle (F) whose completed radio cell changes are charged. As a result, an existing cellular radio network can be used for traffic information purposes without interfering with the infrastructure facilities of the radio network.
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsinformationen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verkehrsinformationssystem
zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch
11.The
The invention relates to a method for determining traffic information
according to the preamble of
Es ist bekannt, Verkehrsinformationen für ein Straßennetz aus Verkehrsdaten von straßenseitig angeordneten Messquerschnitten zu gewinnen. Ein Messquerschnitt kann durch einen Verkehrsdetektor – beispielsweise durch Induktionsschleifen, Radarsensoren, Infrarotsensoren oder Videokameras – gebildet werden, der zeitbezogene Zählwerte, Belegungsgrade, Verkehrsstärken, Geschwindigkeiten und dergleichen des den Messquerschnitt passierenden Fahrzeugstroms liefert. Dieser Ansatz erfordert einen hohen infrastrukturellen Aufwand für die Installation, den Betrieb und die Wartung.It is known traffic information for a road network from traffic data of roadside arranged measuring cross sections to win. A measuring cross section can be detected by a traffic detector - for example by induction loops, radar sensors, infrared sensors or Video cameras - the time-related counts, Occupancy levels, traffic volumes, speeds and Like the passing of the measuring cross section vehicle current supplies. This approach requires a high infrastructural Expenses for installation, operation and maintenance.
Des
Weiteren ist es auch bekannt, als Verkehrsdaten sogenannte „Floating
Car Data” zu erfassen, was auf einem Informationsaustausch
zwischen im fließenden Verkehr mitfahrenden Fahrzeugen
und einer Verkehrsrechnerzentrale basiert. Hier wird davon ausgegangen,
dass an der Verkehrsdatenerfassung teilnehmende Fahrzeuge mit Einrichtungen
zur fortwährenden Bestimmung ihrer Position und damit ihrer
Geschwindigkeit sowie zur drahtlosen Übertragung der Positions-
und Geschwindigkeitsdaten an die Verkehrsrechnerzentrale ausgestattet
sind. Verkehrsinformationssysteme, die auf diesem Ansatz beruhen,
sind beispielsweise aus den Patentanmeldungen
Es
ist ferner bekannt, Bewegungsdaten aus Funksignalen von Mobilfunkgeräten
der Endnutzer eines zellulären Mobilfunknetzes zu ermittelt
und zu Verkehrsinformationen zu verarbeiten. Hierzu offenbart das
Patent
Nachteilig an den zuletzt genannten Verfahren ist, dass die Betriebdaten der Funksignale durch den Funknetzbetreiber über Anschlüsse an die Funknetzinfrastruktur ermittelt werden müssen. Einerseits werden besondere Sondierungskarten benötigt, um die nutzbaren Informationen zu gewinnen, die je nach Anforderungen in Basisstationen, in deren Steuergeräten oder in den Vermittlungsstellen zu installieren sind. Andererseits können Bewegungsdaten von Mobilfunkgeräten nur gewonnen werden, wenn diese rufbereit bzw. eingeschaltet sind und die Daten Rückschluss auf zwei aufeinander folgenden Zellenwechseln ein und desselben Funkgerätes zulassen. All diese Anforderungen schränken die Menge an verwertbaren Bewegungsdaten ein und vermindern die Verkehrsdatenqualität.adversely the last mentioned method is that the operating data of the Radio signals by the radio network operator via connections to the radio network infrastructure. On the one hand special probing cards needed to use the usable Gain information, depending on requirements in base stations, in their control units or in the exchanges to install. On the other hand, movement data be won by mobile devices only when they are ready to call or are turned on and the data inferred to two successive cell changes of the same radio allow. All these requirements limit the amount usable traffic data and reduce the traffic data quality.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur Ermittlung von Verkehrsinformationen der eingangs genannten Arten bereitzustellen, welche ein bestehendes zelluläres Funknetz nutzen, ohne in die Infrastruktureinrichtungen des Funknetzes einzugreifen.Of the Invention is based on the object, a method and system for To provide traffic information of the aforementioned types, which use an existing cellular radio network without to intervene in the infrastructure facilities of the radio network.
Die
auf das Verfahren bezogene Aufgabe wird gelöst durch ein
gattungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln von Verkehrsinformationen
in einem Straßennetz, mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches
1 angegebenen Merkmalen. Eine Stichprobenflotte von Fahrzeugen,
die sich in den Verkehrsströmen des vorliegenden Straßennetzes mitbewegen,
wird dadurch gebildet, dass in diesen Fahrzeugen jeweils ein Funkmodul
mitgeführt wird, das Funksignale von einem ebenfalls im
Fahrzeug mitgeführten Funkgerät empfängt.
Hierdurch empfängt das Funkmodul Funksignale, die zwischen
dem Funkgerät und der Basisfunkstation der jeweils aktuell
befahrenen Funkzelle ausgetauscht werden, ohne dass die Infrastruktur
des Funknetzes durch Anschlüsse kontaktiert werden muss
und ohne dass diese Infrastruktur auf besondere Weise angepasst oder
ausgestattet werden muss. Der vom Funkgerät benutzte Funkkanal
wird durch das Funkmodul überwacht und dadurch ein Wechsel
der vom Fahrzeug befahrenen Funkzelle erkannt. Als Bewegungsdaten eines
Fahrzeugs werden dessen Funkzellenwechsel erhoben. Aus den gewonnenen
Bewegungsdaten einer Vielzahl an Fahrzeugen ermittelt eine Verkehrsrechnerzentrale
die Verkehrsinformationen. Mit Vorteil können hierdurch
Verkehrsinformationen ohne Eingriff in die Infrastruktureinrichtungen
des zellulären Funknetzes und ohne spezielle Zuarbeit durch Datenlieferungen
seitens des Funknetzbetreibers gewonnen werden. Hierdurch wird eine
gewisse Unabhängigkeit von Funknetzbetreiber erreicht.The object related to the method is achieved by a generic method for determining traffic information in a road network, having the features specified in the characterizing part of
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bewegungsdaten eines Fahrzeugs im Funkmodul gespeichert und/oder an einen Verkehrsrechner übertragen. Die gewonnenen Bewegungsdaten der Fahrzeuge der Stichprobenflotte können beispielsweise im Funkmodul zwischengespeichert werden, um dann durch Anschluss an den Verkehrsrechner zentral an diesen übergeben zu werden.In an advantageous embodiment of the invention Procedure are the movement data of a vehicle in the radio module stored and / or transmitted to a traffic computer. The obtained movement data of the vehicles of the sample fleet For example, be cached in the radio module, then to Connection to the traffic computer centrally passed to this to become.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bewegungsdaten vom Funkmodul an den Verkehrsrechner drahtlos übertragen. Dies kann aktuell während der Fahrt eines Fahrzeugs nach vordefinierten Zeitintervallen erfolgen oder aber gesammelt am Ende eines Tages oder einer Fahrt. Hierbei kann mit Vorteil das Funknetz verwendet werden, über welches auch die mitgeführten Funkgeräte kommunizieren.In a preferred embodiment of the invention Method, the motion data from the wireless module to the traffic computer wirelessly transmitted. This can happen while driving a vehicle pre-defined time intervals or collected at the end one day or a ride. This can be beneficial to the wireless network used, over which also carried Radio devices communicate.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Bewegungsdaten eines Fahrzeugs bei einem Funkzellenwechsel ein Funkgerät-Identifikationsdatum des vom Fahrzeug mitgeführten Funkgeräts und/oder ein Funkzellen-Identifikationsdatum der Funkzelle, aus der das Fahrzeug ausgefahren ist, und/oder ein Funkzellen-Identifikationsdatum der Funkzelle, in die das Fahrzeug eingefahren ist, und/oder ein Zeitdatum, das den Zeitpunkt des Funkzellenwechsels bestimmt, und/oder ein Ortsdatum, das die geografische Position des Funkzellenwechsels angibt. Über diese Bewegungsdaten können Fahrzeuge über ihr mitgeführtes Funkgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon, zeitlich und örtlich im durch Funkzellen abgedeckten Straßennetz verfolgt werden. Die Bewegungsdaten der Stichprobenflottenfahrzeuge repräsentieren dabei im Straßennetz herrschenden Verkehrsfluss.In an advantageous embodiment of the invention Method include the movement data of a vehicle at a Radio cell change a radio identification date of Radio carried by the vehicle and / or a radio cell identification date of the radio cell from which the vehicle is extended, and / or a radio cell identification date of Radio cell into which the vehicle has entered and / or a time date which determines the time of the radio cell change, and / or a Location Date, which is the geographic location of the radio cell change indicates. About this movement data can vehicles over their carried radio, for example a Mobile phone, temporally and locally in by radio cells covered road network. The movement data The sampling fleet vehicles represent in the Road network prevailing traffic flow.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Funkmodul ein Bewegungsdatensatz aus den Bewegungsdaten eines Fahrzeugs zweier aufeinander folgender Funkzellenwechsel gebildet. Über das Funkgerät-Identifikationsdatum können Paare von Funkzellenwechseln gebildet werden, die ein Einfahren in eine Funkzelle und das darauffolgende Ausfahren aus dieser Funkzelle ein und desselben Fahrzeugs belegen. Diese Bewegungsdatensätze stellen die Basisinformation für die Gewinnung von verwertbaren Verkehrsdaten im Straßennetz dar. Ohne zusätzliche Ortsinformationen aus satellitengestützten Positionsbestimmungssystemen bilden diese zellengranularen Basisinformationen die genauesten Ortsdaten.In a preferred embodiment of the invention Procedure is in the wireless module, a motion data from the movement data of a Vehicle formed two consecutive radio cell change. about the radio identification date can be pairs be formed by radio cell changes, a retraction into a Radio cell and the subsequent extension from this radio cell one and the same vehicle. These movement records provide the basic information for the recovery of recoverable Traffic data in the road network. Without additional location information from satellite-based positioning systems these cell-granular basic information is the most accurate location data.
Vorzugsweise wird ein Bewegungsdatensatz vor Übertragung an den Verkehrsrechner hinsichtlich der Funkgerät-Identifikationsdaten anonymisiert. Da es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Identifikation eines Fahrzeuges hinsichtlich des amtlichen Kennzeichens, des Fahrzeughalters oder der das Fahrzeug führenden Person ebenso wenig ankommt, wie auf die Identifizierung des Funkgerätes oder des Benutzers des Funkgeräts, werden die Bewegungsdaten bzw. die Bewegungsdatensätze etwa durch Vergabe einer temporären Identifikationsnummer anonymisiert, bevor sie an den Verkehrsrechner gelangen. Damit wird datenschutzrechtlichen Bedenken des Verfahrens entgegen getreten. Es kommt lediglich auf die Wiedererkennbarkeit eines an einer Zellengrenze detektierten Objektes „Fahrzeug” bei Passage der nächsten Zellengrenze.Preferably becomes a motion record before transmission to the traffic computer anonymized with regard to the radio identification data. Since it in the inventive method the identification of a vehicle with regard to the registration plate, the vehicle owner or the person guiding the vehicle is as important as the identification of the radio or the user of the radio, the movement data or the movement data sets, for example by assigning a temporary Identification number anonymized before they get to the traffic computer. This is contrary to data protection concerns of the process resigned. It only depends on the recognizability of one a cell boundary detected object "vehicle" at passage the next cell boundary.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Funkzellen des Funknetzes mittels einer elektronischen Karte, welche die Topologien des Straßennetzes und des zellulären Funknetzes korreliert, Streckenabschnitte des Straßennetzes zugeordnet. Damit wird die Funkzellenstruktur auf das Straßennetz durch Zuordnung von Straßenstrecken zu Funkzellen abgebildet. Die Zellengrenzen teilen das Straßennetz in Streckenabschnitte je Funkzelle, wobei in einer Funkzelle mehrere, mit zum Teil gemeinsamen Streckenstücken auftreten können.In a further advantageous embodiment of the invention Method be radio cells of the radio network by means of an electronic Map showing the topologies of the road network and the cellular radio network correlates, sections of the Road network assigned. This becomes the radio cell structure on the road network by assignment of roads mapped to radio cells. The cell borders divide the road network into Track sections per radio cell, wherein in a radio cell several, can occur with partly common stretches.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus den Zeitdaten eines Bewegungsdatensatzes eine Reisezeit des Fahrzeugs für einen der Funkzelle zugeordneten Streckenabschnitt ermittelt. Die Reisezeit eines Fahrzeugs für einen Streckenabschnitt ergibt sich einfach aus der Differenz der Zeitpunkte, zu welchen das Fahrzeug zuerst in eine dem Streckenabschnitt zugeordnete Funkzelle einfährt und dann wieder daraus ausfährt.In a further advantageous embodiment of the invention Method becomes from the time data of a motion data set a Travel time of the vehicle for one of the radio cell assigned Track section determined. The travel time of a vehicle for a section of track results simply from the difference of Time points at which the vehicle first in a the route section the assigned radio cell enters and then exits again.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus der Länge des Streckenabschnitts und der vom Fahrzeug für den Streckenabschnitt benötigten Reisezeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf diesem Streckenabschnitt ermittelt. Diese errechnet sich durch Division der Streckenlänge eines Streckenabschnitts durch die hierfür von einem Fahrzeug benötigte Reisezeit.In a further preferred embodiment of the invention Procedure is based on the length of the section and needed by the vehicle for the section Travel time a speed of the vehicle on this section of the route determined. This is calculated by dividing the route length a section of track by the purpose of a vehicle required travel time.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus den ermittelten Geschwindigkeiten für eine Vielzahl an Fahrzeugen eine Durchschnittsgeschwindigkeit für diesen Streckenabschnitt berechnet. Aus einer hinreichenden Anzahl von Einzelermittlungen für Geschwindigkeiten auf einem Streckenabschnitt kann durch Mittelwertbildung eine durchschnittliche Geschwindigkeit berechnet werden. Dies kann für alle Streckenabschnitte des Straßennetzes zeitnah und parallel erfolgen, so dass über die Geschwindigkeitsinformationen der Verkehrszustand im Straßennetz ableitbar ist.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, an average speed for this route section is calculated from the determined speeds for a plurality of vehicles. From a sufficient number of single determinations of speeds on a stretch, averaging can produce an average Ge speed. This can be timely and parallel for all sections of the road network, so that on the speed information of the traffic condition in the road network is derivable.
Die auf das System bezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Verkehrsinformationssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer Vielzahl an in Fahrzeugen einer Stichprobenflotte mitzuführenden Funkmodulen, die dazu ausgebildet sind, Funksignale von einem ebenfalls im Fahrzeug mitgeführten Funkgerät zu empfangen, um den vom Funkgerät benutzte Funkkanal zu überwachen und dadurch einen Wechsel der vom Fahrzeug befahrenen Funkzelle zu erkennen, und mit einem Verkehrsrechner, der dazu ausgebildet ist, von Funkmodulen der Fahrzeuge übertragene Bewegungsdaten von vollzogenen Funkzellenwechseln zu empfangen und daraus Verkehrsinformationen zu ermitteln.The System related object is solved by a traffic information system for carrying out the inventive Procedure, with a variety of vehicles in a sample fleet radio modules to be carried, which are designed to Radio signals from a likewise carried in the vehicle To receive the radio used by the radio Radio channel to monitor and thereby a change of the Vehicle to detect radio cell, and with a traffic computer, which is adapted to be transmitted by radio modules of the vehicles To receive movement data of completed cell changes and to determine traffic information from it.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben wird, in derenFurther Advantages and features of the invention will become apparent from a Embodiment, which below with reference to the drawings is described in more detail in whose
Das
erfindungsgemäße System zur Ermittlung von Verkehrsinformationen
für ein Straßennetz S setzt ein zelluläres
Funknetz F voraus, etwa ein GSM-Mobilfunknetz, welches gemäß
Erfindungsgemäß ist
nun eine Stichprobenflotte von Fahrzeugen Fi mit
Funkmodulen
Gemäß
Die
Datenstruktur der Bewegungsdaten Hi
kl jedes erfassten Zellenwechsels kann durch
ein Viertupel
- – IDi das Identifikationsdatum des im Fahrzeug Fi mitgeführten Funkgeräts Gi,
- – IDk das Identifikationsdatum der Funkzelle k, aus der das Fahrzeug Fi ausfährt,
- – ID1 das Identifikationsdatum der Funkzelle l, in die das Fahrzeug Fi einfährt, und
- – tk1 das Zeitdatum, das den Zeitpunkt des Zellenwechsels angibt,
- - ID i the identification data of the in-car radio F i G i,
- ID k is the identification date of the radio cell k, from which the vehicle F i extends,
- - ID 1, the identification date of the radio cell l, in which the vehicle F i retracts, and
- T k1 the time date which indicates the time of the cell change,
Der
Verkehrsrechner
Nachdem genug Bewegungsdatensätze (Hi n-1,n/Hi n,n+1) während eines vorgegebenen Zeitabschnitts ermittelt wurden, kann eine Durchschnittsgeschwindigkeit im betreffenden Streckenabschnitt sn berechnet werden. Die Durchschnittsgeschwindigkeiten auf anderen Streckenabschnitten können parallel berechnet werden.After enough motion data sets (H i n-1, n / H i n, n + 1 ) have been determined during a predetermined period of time, an average speed in the relevant track section s n can be calculated. The average speeds on other sections can be calculated in parallel.
Zusammengefasst
wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem durch ein spezielles Funkmodul
Das vorgeschlagene Verkehrsinformationssystem kann zur Ermittlung von Bewegungsinformationen von Endnutzern zellulärer Funknetze verwendet werden, um diese zu Verkehrsinformation zu verarbeiten. Durch geeignete Platzierung von Funkmodulen kann die Datenquantität und -qualität garantiert werden. Durch geeignete Rechen- und Steuerverfahren werden nur die tatsächlich benötigten Daten an den Verkehrsrechner übertragen, was die Kommunikationskosten erheblich verringern kann.The proposed traffic information system can be used to determine Motion information of end users of cellular radio networks used to process traffic information. By appropriate placement of radio modules, the data quantity and quality are guaranteed. By suitable calculation and control methods will only be those actually needed Transferring data to the traffic computer, what the communication costs can significantly reduce.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
8131 | Rejection | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110308 |